Анемометр своими руками схема: Анемометр своими руками: самая простая схема

Как сделать самодельный анемометр (измеритель скорости ветра)

Как сделать самодельный анемометр (измеритель скорости ветра)

 

Появилась задача собрать для одного проекта анемометр, чтобы снимать данные можно было на компьютере по интерфейсу USB. В статье речь пойдет больше о самом анемометре, чем о системе обработки данных с него:

 

 

1. Компоненты

 Итак, для изготовления изделия понадобились следующие компоненты:
Шариковая мышь Mitsumi — 1 шт.
Мячик для пинг-понга — 2 шт.
Кусок оргстекла подходящего размера
Медная проволока сечением 2,5 мм2 — 3 см
Стержень от шариковой ручки — 1 шт.
Палочка от конфеты чупа-чупс — 1 шт.
Клипса для кабеля — 1 шт.
Полый латунный бочонок 1 шт.


2. Изготовление крыльчатки

 

К латунному бочонку были припаяны 3 куска медной проволоки длиной 1 см каждый под углом 120 градусов. В отверстие бочонка я припаял стойку из китайского плеера с резьбой на конце.

Трубочку от конфеты разрезал на 3 части длиной около 2 см.

Разрезал пополам 2 шарика и с помощью мелких шурупов из того же плеера и полистирольного клея (клеевым пистолетом) прикрепил половинки шарика к трубочкам от чупа-чупса.

Трубочки с половинками шарика надел на припаянные куски проволоки, сверху все закрепил клеем.


3. Изготовление основной части

 

Несущим элементом анемометра является металлический стержень от шариковой ручки. В нижнюю часть стержня (куда вставлялась пробка) я вставил диск от мышки (энкодер). В конструкции самой мышки нижняя часть энкодера упиралась в корпус мышки образуя точечный подшипник, там была смазка, поэтому энкодер легко крутился. Но нужно было зафиксировать верхнюю часть стержня, для этого я подобрал подходящий кусок пластика с отверстием точно по диаметру стержня (такой кусок был вырезан из системы выдвигания каретки CD-ROMa). Оставалось решить проблему с тем, чтобы стержень с энкодером не выпадал из точечного подшипника, поэтому на стержне непосредственно перед удерживающим элементом я напаял несколько капель припоя.

Таким образом, стержень свободно крутился в удерживающей конструкции, но не выпадал из подшипника.

Причина, по которой была выбрана схема с энкодером, следующая: все статьи о самодельных анемометрах в Интернете описывали их изготовление на базе двигателя постоянного тока от плеера, CD-ROMa или еще какого изделия. Проблема с такими устройствами во первых в их калибровке и малой точности при малой скорости ветра, а во вторых — в нелинейной характеристике скорости ветра по отношению к выходному напряжению, т.е. для передачи информации на компьютер есть определенные проблемы, нужно просчитывать закон изменения напряжения или тока от скорости ветра. При использовании энкодера такой проблемы нет, так как зависимость получается линейной. Точность высочайшая, так как энкодер дает около 50 импульсов на один оборот оси анемометра, но несколько усложняется схема преобразователя, в котором стоит микроконтроллер, считающий количество импульсов в секунду на одном из портов и выдающий это значение в порт USB.

4. Испытания и калибровка

 Для калибровки был использован лабораторный анемометр:


 Весь процесс наглядно виден на роликах:


 Спасибо за внимание.

 

Автор: alk0v

принцип действия, изготовление и подключение устройства

Дата публикации: 23 мая 2019

Содержание

  • Основные виды и варианты использования анемометра
  • Чашечный анемометр своими руками: схема устройства
  • Схема подключения и настройки анемометра

Определить на глаз точную скорость ветра не представляется возможным. Но в этом есть насущная необходимость, тем более что сегодня сила ветра успешно применяется в качестве альтернативного источника электрической энергии. Поэтому для получения точных данных о скорости ветра разработан и сконструирован специальный прибор – анемометр. В зависимости от используемых материалов и выполняемых функций различают несколько моделей анемометров, находящих широкое применение в быту, в лабораториях и на промышленных предприятиях.

Основные виды и варианты использования анемометра

Наиболее распространенные модели анемометра – это:

  • Ручная модель с крыльчаткой, или так называемый лопастной анемометр. Его принцип действия напоминает работу вентилятора, что дало устройству еще одно название – вентиляционный анемометр. Попадая на широкую площадь поверхности лопастей, воздушная масса меняет интенсивность их вращения и позволяет легко рассчитать скорость ветра. От крыльчатки с помощью зубчатого колесного устройства запускается счетный механизм, отмечающий количество оборотов лопастей за единицу времени. Остается только вычислить скорость, которая будет равна произведению длины окружности траектории лопастей и количества оборотов.
    В числе главного преимущества данной модели – возможность определить не только скорость, но и направление ветра. Область применения лопастного анемометра – измерение параметров воздушных потоков в системах вентиляции и трубопроводах.

  • Чашечный анемометр. Первая модель, сконструированная человеком для измерения скорости ветра. Лопасти устройства напоминают небольшие чашки, последовательно размещенные на концах металлической конструкции и направленные в одну сторону. Принцип работы чашечного анемометра аналогичен действию лопастной модели. Счетчик, «зашитый» в пластиковый корпус, точно определяет количество полных оборотов лопастей за единицу времени. Такой анемометр можно легко сделать своими руками.
  • Термоанемометр – выполняет сразу две функции: определяет скорость и температуру воздушных масс. Принцип работы базируется на законах акустики: прибор улавливает звук, определяет его скорость и рассчитывает скорость ветра, одновременно отмечая его температуру. Электронная «начинка» гарантирует точность измерений и оперативную корректировку данных по мере изменения интенсивности перемещения воздушных масс. Термоанемометр находит широкое применение в ходе лабораторных исследований и контрольных замеров микроклиматических условий на рабочем месте в крупных промышленных цехах.

Принцип действия анемометров всех перечисленных моделей практически одинаков. Закрепленное на высоком шесте устройство поднимают как можно выше и устанавливают в направлении, позволяющем точно уловить движение воздушных масс. Механические анемометры контролируют по поверочному устройству, входящему в комплект поставки. На индукционных моделях показания, выраженные в метрах в секунду, отображаются на встроенном циферблате.

Чашечный анемометр своими руками: схема устройства

Для изготовления самодельного анемометра в домашних условиях понадобится старая модель видеомагнитофона. Его блок вращения головок станет основой будущей конструкции. Для этого с узла снимают лишние детали, чтобы получить в остатке только каркас с осью, блок подшипников и шайбу для крепления двигателя. Всего перечисленного вполне достаточно для замеров и расчета энергии ветра. Для дальнейшей работы потребуются домашние электроинструменты и немного терпения:

  • Во вращающейся части высверливаются отверстия диаметром 4мм, на которых будут устанавливаться чашки лопастей. Три отверстия на одной из них уже есть – это места креплений внутренних узлов в разобранном магнитофоне. По ним стоит ориентироваться, выбирая места для оставшихся девяти отверстий.
  • В отверстия вставляют болты типа М4 длиной 10мм. Надежно закрепить чашки и исключить их вращение на оси лопасти помогут резиновые шайбы, вырезанные из старой велосипедной камеры.
  • Теперь нужно взять 4 пластмассовые кружки для воды одного размера и просверлить в дне отверстие 4мм. Ручки чашек срезают «под корень».
  • Чашки крепят на оси, разворачивая их в одном направлении и фиксируя с помощью болтов и резиновых шайб. Полностью собранная конструкция должна легко вращаться под воздействием даже легкого ветра.

Теперь можно собрать конструкцию полностью. Для этого:

  • На вращающуюся часть узла устанавливается и крепится магнит, еще один элемент старого велосипеда. Затем проводится балансировка узла вращения, чтобы исключить одновременное вращение шеста вместе с движущимися лопастями.
  • В качестве счетного датчика можно использовать снятый с велосипеда мини-компьютер. Его приклеивают к неподвижной части узла, закрыв магнит листом картона. Обязательно стоит проверить датчик тестером на быстроту срабатывания.
  • Остается подключить кабель и закрепить на неподвижной части устройства кусок металлического уголка для последующего монтажа конструкции.

Схема подключения и настройки анемометра

Для точной настройки самодельного анемометра потребуется стандартная модель устройства, изготовленная в заводских условиях. В ходе одновременно выполняемых замеров показания обоих приборов должны полностью совпадать. В случае если достать готовую модель устройства не представляется возможным, самодельный анемометр можно проверить в ходе движения автомобиля в условиях полного отсутствия ветра.

Количество вращений лопастей должно соответствовать показаниям спидометра. Остается только рассчитать радиус колеса в мм и сделать соответствующий перерасчет по геометрическим размерам анемометра.

После проверки точности измерения можно приступать к установке конструкции на крышу дома. Для этого понадобится достаточно высокий прочный шест, чтобы измеряемый поток воздушных масс не ограничивали расположенные рядом деревья и постройки. И для полного завершения работ остается только подключить электронную часть прибора. Теперь анемометр полностью готов выполнять свою основную функцию – фиксировать точную скорость ветра за окном.

Как сделать анемометр | Научный проект

Научный проект

Анемометр — это устройство, которое используется для измерения скорости ветра. Существует множество различных типов анемометров, подходящих для различных условий, ситуаций и измерений. Чашечный анемометр является основным типом измерительного устройства, в то время как более новые, более точные анемометры могут использовать лазерные и ультразвуковые технологии измерения.

Чашечный анемометр обычно называют анемометром Робинсона . Он использует чашеобразные формы, чтобы ловить ветер, заставляя устройство вращаться. Сколько раз он вращается за заданный промежуток времени, можно сказать, насколько быстро движется ветер. В этом эксперименте мы научимся делать анемометр и калибровать его.

Скачать проект

Оценка

Четвертый класс

Предмет

Наука

Узнайте, как сделать анемометр.

  • 5 маленьких бумажных стаканчиков
  • Дырокол
  • Ножницы
  • Клейкая лента
  • 3 тонких деревянных дюбеля
  • Пустая бутылка для воды
  • Секундомер
  1. Используйте дырокол, чтобы сделать отверстие в каждой из 4 бумажных чашек.
  2. Используйте дырокол, чтобы сделать 4 отверстия, равномерно расположенные по краю последней чашки. Это будет центр анемометра.
  3. Вставьте 2 деревянных дюбеля в отверстия в центральной чашке. Они должны пересечься в виде «Х».
  4. Вставьте концы дюбелей в отверстия других чашек и зафиксируйте их скотчем. Убедитесь, что все чашки обращены в одном направлении.
  5. Возьмите последний деревянный стержень и проделайте отверстие в нижней части центральной чашки.
  6. Сдвиньте дюбель вверх, пока он не встретится с крестом, и скрепите все вместе. Это будет ваша ось вращения.
  7. Вставьте центральный штифт в пустую бутылку из-под воды и начинайте тестирование!
  1. В безветренный день попросите взрослого отвезти вас по улице со скоростью 10 миль в час.
  2. Поднесите анемометр к окну и посчитайте количество оборотов за 30 секунд.
  3. Сколько бы раз ваш анемометр ни сделал оборот за 30 секунд, это примерно соответствует ветру, дующему со скоростью 10 миль в час.

Калибровка анемометра дает вам основу для сравнения собранных данных. Например, если ваш анемометр делает 10 оборотов за 30 секунд во время тестового прогона со скоростью 10 миль в час, то в будущем вы знаете, что 10 оборотов за 30 секунд означают, что ветер дует со скоростью 10 миль в час. Если вы хотите быть еще более точным, вы можете выполнить калибровку на разных скоростях и составить график своих результатов.

Отказ от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких Информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и отказаться от любых претензий к Education. com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, включая ограничения об ответственности Education.com.

Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями. или другой надзор. Чтение и соблюдение мер предосторожности всех материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. За дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.

Создание собственного анемометра — SECOORA

Это задание также доступно в следующих форматах:

Adobe PDF Open Document Word

Изготовление, использование и понимание анемометра

ЦЕЛИ:
4 9002
  • Исследовать скорость ветра
  • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

    Анемометр — это прибор, который метеорологи используют для измерения скорости ветра. Один тип анемометра состоит из четырех свободно вращающихся плеч с чашками на концах. Ветер с любого направления подхватит одну из чашек и начнет вращение рук. Чем быстрее дует ветер, тем быстрее будут вращаться руки. Чтобы измерить скорость ветра, учащиеся будут подсчитывать, сколько раз анемометр совершает один полный оборот за 30 секунд. Они умножат это число на 2, получив скорость ветра в оборотах в минуту (об/мин). Без сложной калибровки прибора т

    Эй, сборка, они не смогут точно преобразовать свои измерения в мили в час.

    СТРАТЕГИИ ОБУЧЕНИЯ ДО ЛАБОРАТОРИИ:

    Убедитесь, что учащиеся понимают назначение анемометра. Начните дискуссию о различных вещах, на которые скорость ветра влияет (помогает или вредит) в мире.

    ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРИИ:
    1. Деревянные детали любого размера подойдут, если у вас нет способа нарезать полоски до определенного размера. Мы рекомендуем деревянные линейки, потому что они хорошего размера, имеют фиксацию в центре и недороги. Вы можете заменить любые другие материалы, которые у вас есть, просто убедитесь, что оба вращающихся рычага имеют одинаковую длину.
    2. Одна чашка должна быть отмечена знаком «Х» или раскрашена так, чтобы учащиеся могли легко считать обороты инструмента.
    3. Ответы на вопросы в наблюдениях: #2) 3 мили в час #3) 8 миль в час. Нажмите здесь, чтобы загрузить документ Word о том, как преобразовать скорость вращения в минуту в милю в час.
    СТРАТЕГИИ ОБУЧЕНИЯ ПОСЛЕ ЛАБОРАТОРИИ:

    Обсудите важность проведения точных измерений при прогнозировании погоды. Обсудите тот факт, что ветер в верхних слоях атмосферы движется с другой скоростью, чем ветер на поверхности земли. Обсудите некоторые факторы, которые могут повлиять на скорость ветра. Не забудьте упомянуть о различиях в скорости нагрева и охлаждения различных поверхностей, таких как земля и вода, и о том, как градиенты давления влияют на скорость ветра. Подробности по всем этим темам можно найти, введя ключевые слова на google. com.

    АНЕМОМЕТР

    ЗАДАЧИ:
    1. Изготовить и использовать анемометр
    2. Чтобы исследовать скорость ветра
    МАТЕРИАЛЫ:
    • 4 бумажных стаканчика одинакового размера и формы (вращающиеся стаканчики)
    • 1 кусок дерева, квадрат 15 см (или 6 дюймов) (основание инструмента)
    • 1 Большой дюбель длиной 12 дюймов
    • две деревянные 12-дюймовые линейки (с отверстием в центре) или 12-дюймовые деревянные планки и просверлите отверстие в центре каждой (плечи инструмента)
    • клей
    • 2 гвоздя
    • 1 шайба
    • 8 кнопок
    • лента
    • молоток
    • красный маркер или красная краска
    • секундомер или часы с секундной стрелкой
    ПРОЦЕДУРА:
    1. Прибейте деревянный квадрат к 12-дюймовому дюбельному стержню
    2. Склейте две деревянные линейки по центру. Линейки должны быть приклеены под углом 90º друг к другу. Убедитесь, что отверстия совпадают с пространством, чтобы вставить в них гвоздь.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *